JP6389044B2 - 表示装置、表示装置の製造方法、及び、表示装置の設計方法 - Google Patents
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Description
(A)第1電極、発光層を備えた有機層から構成された発光部、及び、第2電極が積層されて成る発光素子が、複数、形成された第1基板、並びに、
(B)第1基板と対向して配された第2基板、
を具備し、
第1基板は、更に、
各発光素子からの光を伝播して外部に出射する第1部材、及び、
第1部材と第1部材との間を占める第2部材、
から成る光反射層を備えており、
第1部材の形状は、切頭部が発光素子に対向した切頭錐形であり、
第1部材と対向する第2部材の対向面において、第1部材を伝播した光の一部が全反射される。
75.2−54(n1−n2)≦θ≦81.0−20(n1−n2) (1)
好ましくは、
76.3−46(n1−n2)≦θ≦77.0−20(n1−n2) (2)
を満足する。
(A)第1電極、発光層を備えた有機層から構成された発光部、及び、第2電極が積層されて成る発光素子が、複数、形成された第1基板、並びに、
(B)第1基板と対向して配された第2基板、
を具備し、
第1基板は、更に、
各発光素子からの光を伝播して外部に出射する第1部材、及び、
第1部材と第1部材との間を占める第2部材、
から成る光反射層を備えており、
第1部材の形状は、切頭部が発光素子に対向した切頭錐形であり、
第1部材と対向する第2部材の対向面において、第1部材を伝播した光の一部が全反射される表示装置の製造方法あるいは表示装置の設計方法である。
第1部材を構成する材料の屈折率をn1、第2部材を構成する材料の屈折率をn2(但し、n2<n1)とし、切頭錐形の切頭部の面積をS、切頭錐形の高さをH、Δn=n1−n2 としたとき、Δnをパラメータとして、第2部材の対向面の傾斜角θと、{(4S/π)1/2/H}と、発光素子から第1部材を介して出射される光の視野角0度における相対輝度値との関係を求め、
所望の{(4S/π)1/2/H}の値、及び、傾斜角θのばらつき許容範囲に基づき、視野角0度における相対輝度値の最大値及び最小値を求め、視野角0度における相対輝度値の最大値と最小値との差が最小となるように傾斜角θを求め、
求められた傾斜角θを有する光反射層を製造する。
第1部材を構成する材料の屈折率をn1、第2部材を構成する材料の屈折率をn2(但し、n2<n1)とし、切頭錐形の切頭部の面積をS、切頭錐形の高さをH、Δn=n1−n2 としたとき、Δnをパラメータとして、第2部材の対向面の傾斜角θと、{(4S/π)1/2/H}と、発光素子から第1部材を介して出射される光の視野角0度における相対輝度値との関係を求め、
所望の{(4S/π)1/2/H}の値、及び、傾斜角θのばらつき許容範囲に基づき、視野角0度における相対輝度値の最大値及び最小値を求め、視野角0度における相対輝度値の最大値と最小値との差が最小となるように傾斜角θを求める。
1.本開示の第1の態様及び第2の態様に係る本開示の表示装置、本開示の表示装置の製造方法、本開示の表示装置の設計方法、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の第1の態様及び第2の態様に係る表示装置)
3.実施例2(実施例1の変形)
4.実施例3(実施例1の別の変形)
5.実施例4(実施例1の更に別の変形)
6.実施例5(実施例1の更に別の変形)
7.実施例6(実施例1の更に別の変形)、その他
本開示の第1の態様あるいは第2の態様に係る表示装置、本開示の表示装置の製造方法によって得られる表示装置、あるいは又、本開示の表示装置の設計方法によって得られる表示装置(以下、これらの表示装置を総称して、『本開示の表示装置等』と呼ぶ)において、表示装置を構成する発光素子における傾斜角θのばらつき許容範囲は最大4度である(最大4度に設定する)構成とすることが望ましい。尚、「傾斜角θのばらつき」とは、表示装置において、任意の発光素子を100個選び、傾斜角θを測定し、傾斜角θの平均値、標準偏差σを求めたときの、標準偏差σの値を指す。
0.1≦n1−n2≦0.4
を満足する構成とすることが好ましい。
0.8≦(4S/π)1/2/H≦1.6
を満足する構成とすることが好ましい。
[1]上層の延在部で一部が覆われた開口部の底部に露出した第1電極上に、発光部が設けられている形態
[2]上層の延在部で一部が覆われた開口部の底部に露出した第1電極上に、第1補助電極が形成されており、第1補助電極上に発光部が形成されている形態
[3]上層の延在部で一部が覆われた開口部の底部に露出した第1電極上から対向面に亙り、第1補助電極が形成されており、第1補助電極の一部の上に発光部が形成されている形態
を例示することができる。第1補助電極は、例えば、アルミニウム合金[例えば、Al−Nd(Nd:0.4質量%乃至3質量%)やAl−Cu等]、あるいは又、インジウム化合物[例えば、インジウム−スズ複合酸化物(ITO)、インジウム−亜鉛複合酸化物(IZO)、インジウム・ドープのガリウム−亜鉛複合酸化物(IGZO)、インジウム・ドープのスズ−亜鉛複合酸化物]と、アルミニウム合金(例えばAl−NiやAl−Ni−B等)や銀、金合金との積層構造の積層構造から構成することができる。
|n3−n4|≦0.3
好ましくは、
|n3−n4|≦0.2
を満足する形態とすることができ、これによって、保護膜と封止材料層との界面で光が反射又は散乱されることを効果的に防止することができる。
第1基板上に層間絶縁層を形成し、層間絶縁層上に第1電極を形成した後、
第1電極及び層間絶縁層上に第2部材形成層(場合によっては、光吸収層を含む)を形成し、次いで、第1電極上の第2部材形成層を選択的に除去することで、開口部の斜面(対向面に該当する)が傾斜した第2部材を得た後、あるいは又、第1電極及び層間絶縁層上に第2部材の下層を構成する下層形成層を形成し、第1電極上の下層形成層を選択的に除去して、斜面が傾斜した開口部を有する下層を形成した後、下層上に第2部材の上層を構成する上層形成層を形成し、上層形成層を選択的に除去することで、開口部の斜面(対向面に該当する)が傾斜した第2部材を得た後、
開口部の底部に露出した第1電極上から開口部の斜面(対向面)に亙り、有機層及び第2電極を形成し、次いで、第2電極上に第1部材を形成する、
各工程に基づき製造することができる。あるいは又、
第1部材と相補的な形状を有するスタンパを準備し、
支持基板上に樹脂材料を塗布した後、
スタンパを用いて樹脂材料を賦形した後、スタンパを取り除き、凸部を有する樹脂材料層を得た後、
樹脂材料層の凸部の頂部を平坦化し、次いで、樹脂材料層の凸部と凸部との間を接着剤層で埋め込み、あるいは又、樹脂材料層の凸部と凸部との間を、無機材料から成る上層及び有機材料(具体的には、接着剤)から成る下層で埋め込み、その後、
支持基板から樹脂材料層を剥がし、接着剤層を第1基板に接着し、以て、接着剤層(あるいは、上層及び下層)から成る第2部材(場合によっては、光吸収層を含む)、及び、樹脂材料層からる第1部材を得る、
各工程に基づき製造することができる。このように、スタンパを用いて接着剤層から成る第2部材(場合によっては、光吸収層を含む)及び樹脂材料層から成る第1部材を得ることで、簡素な製造方法にて、発光素子からの外部への光取出し効率の一層の向上を図ることができる有機EL表示装置を製造することができる。
(A)第1電極21、例えば有機発光材料から成る発光層23Aを備えた有機層23から構成された発光部24、及び、第2電極22が積層されて成る発光素子10が、複数、形成された第1基板11、並びに、
(B)第1基板11と対向して配された第2基板34、
を具備し、
第1基板11は、更に、
各発光素子10からの光を伝播して外部に出射する第1部材51、及び、
第1部材51と第1部材51との間を占める第2部材52、
から成る光反射層50を備えており、
第1部材51の形状は、切頭部が発光素子10に対向した切頭錐形であり、
第1部材51と対向する第2部材52の対向面52’において、第1部材51を伝播した光の一部が全反射される。尚、第1部材51の形状は、具体的には、切頭円錐形であり、切頭錐形の斜面は直線状である。即ち、切頭錐形の第1部材51の軸線(z軸)を含む仮想平面で第1部材51を切断したときの第1部材51の断面形状は台形であるし、第2部材52の対向面52’を切断したときの対向面52’の断面形状も台形である。
75.2−54(n1−n2)≦θ≦81.0−20(n1−n2) (1)
好ましくは、
76.3−46(n1−n2)≦θ≦77.0−20(n1−n2) (2)
を満足する。
(a)第1電極21、
(b)開口部25を有し、開口部25の底部に第1電極21が露出した第2部材52、
(c)開口部25の底部に露出した第1電極21の部分の上に少なくとも設けられ、例えば有機発光材料から成る発光層23Aを備えた有機層23、及び、
(d)有機層23上に形成された第2電極22、
を具備している。有機層23は、例えば、正孔注入層及び正孔輸送層23B、発光層23A並びに電子輸送層23Cの積層構造から構成されているが、図面では1層で表す場合がある。
[正孔注入層](厚さ10nm) :LGケミカル社製 LGHIL
[正孔輸送層](厚さ26nm) :出光興産株式会社製 HT320
[発光層] (厚さ50nm) :出光興産株式会社製 RH001 及び
東レ株式会社製 D125(0.5%ドープ)
[電子輸送層](厚さ220nm):出光興産株式会社製 ET085
から構成されている。
[正孔注入層](厚さ10nm) :LGケミカル社製 LGHIL
[正孔輸送層](厚さ35nm) :出光興産株式会社製 HT320
[発光層] (厚さ30nm) :出光興産株式会社製 BH232 及び
GD206(10%ドープ)
[電子輸送層](厚さ175nm):出光興産株式会社製 ETS085
から構成されている。
[正孔注入層](厚さ10nm) :LGケミカル社製 LGHIL
[正孔輸送層](厚さ24nm) :出光興産株式会社製 HT320
[発光層] (厚さ30nm) :出光興産株式会社製 BH232 及び
BD218(10%ドープ)
[電子輸送層](厚さ141nm):出光興産株式会社製 ET085
から構成されている。
第1電極21の屈折率
実数部:0.755
虚数部:5.466
第2電極22の屈折率
実数部:0.617
虚数部:3.904
第1電極21の光反射率:85
第2電極22の光透過率:57%
n1−n2≦0.4
を満足している。また、切頭錐形の切頭部の面積Sの値を、例えば、28μm2(切頭錐形の切頭部の形状は、直径6μmの円形)とし、切頭錐形の高さHの値を、例えば5μm、傾斜角θの値を68度とする。
|n3−n4|≦0.3
を満足している。保護膜31は、有機層23への水分の到達防止を目的として、プラズマCVD法に基づき形成されている。尚、第1部材51と保護膜31を同時に形成し、第1部材51と保護膜31とが一体となった構造としてもよい。また、図1においては、第1部材51の頂面と、第2部材52上の第2電極22の頂面とを同一レベルで示しているが、第1部材51は第2部材52の頂面上の第2電極22を覆っていてもよい。即ち、第1部材51は全面を覆っていてもよい。
実数部 虚数部
第1部材51を構成する材料の屈折率n1 :1.81 0.00
第2部材52を構成する材料の屈折率n2 :1.54 0.00
Si1-yNyから成る保護膜31の屈折率n3 :1.81 0.00
エポキシ系樹脂から成る封止材料層32の屈折率n4:1.71 0.00
アスペクト比の逆数AS-1 :1.4
傾斜角θ :69度
傾斜角θのばらつき許容範囲 :±2度以内
アスペクト比の逆数AS-1のばらつき:±0.05以内
を想定する。すると、凸形状の頂部あるいはその近傍(図19Aではこの想定領域を点線の矩形で示す)においては、対向面の傾斜角θが変化しても、相対輝度値の変化は少ない。一方、凸形状のそれ以外の領域(例えば、図19Aでは実線の矩形で示す)においては、対向面の傾斜角θの変化に対する相対輝度値の変化が大きい。即ち、対向面の傾斜角θのばらつきが相対輝度値に与える影響が大である。実施例1の表示装置において、アスペクト比の逆数、傾斜角θをパラメータとしたときの、視野角0度における相対輝度値の概念図を図24Aに示す。図24Aにおける線分「A」で示される領域(傾斜角θのばらつき許容範囲のみを考慮した領域)や、矩形の領域「B」(傾斜角θのばらつき許容範囲及びアスペクト比の逆数のばらつき許容範囲を考慮した領域)にあっては、相対輝度値の等高線は混み合っておらず、対向面の傾斜角θが変化しても相対輝度値の変化は少ないが、矩形の領域「C」にあっては、相対輝度値の等高線が混み合っており、対向面の傾斜角θが変化すると相対輝度値は大きく変化する。
傾斜角θのばらつき許容範囲 :±1度以内
アスペクト比の逆数AS-1のばらつき:±0.03以内
を想定したときの、相対輝度値の変化がどの程度になるかを、図20A及び図20Bに示す。比較例1にあっては、相対輝度値の変化は、傾斜角θの値に拘わらず、アスペクト比の逆数AS-1が大きくなるに従い、単調に減少する。一方、実施例1にあっては、傾斜角θが66度乃至72度において、相対輝度値の変化は小さい。
[傾斜角θ(但し、Δn=0.10)]
上限値(A):75度
最適値 :73度
下限値(A):72度
[傾斜角θ(但し、Δn=0.15)]
上限値(A):74度
最適値 :71度
下限値(A):69度
[傾斜角θ(但し、Δn=0.20)]
上限値(A):73度
最適値 :69度
下限値(A):67度
[傾斜角θ(但し、Δn=0.25)]
上限値(A):72度
最適値 :67度
下限値(A):65度
75.2−54(n1−n2)≦θ≦81.0−20(n1−n2) (1)
好ましくは、
76.3−46(n1−n2)≦θ≦77.0−20(n1−n2) (2)
を満足する必要があることが判明した。尚、傾斜角θとΔn(=n1−n2)との上記の関係をグラフにしたものを図23Aに示す。Δn(=n1−n2)と傾斜角θとがこれらの関係を満足することで、発光素子10から第1部材51を介して出射される光に基づく視野角0度の相対輝度値のばらつきを最大0.5とすることができるし、発光素子10から第1部材51を介して出射される光に基づく視野角0度の相対輝度値を1.5以上、3.0以下とすることができる。あるいは又、表示装置を構成する発光素子10における傾斜角θのばらつき許容範囲に基づき[具体的には、例えば、ばらつき許容範囲を最大4度とすることで(最大4度に設定することで)]、更には、視野角0度における相対輝度値の最大値と最小値との差が最小となるように、傾斜角θの値が決定され、係る傾斜角θを有する発光素子を製造することで、発光素子10から第1部材51を介して出射される光に基づく視野角0度の相対輝度値のばらつきを最大0.5とすることができるし、発光素子10から第1部材51を介して出射される光に基づく視野角0度の相対輝度値を1.5以上、3.0以下とすることができる。ここで、視野角0度の相対輝度値の値を余りに高く設定すると、高視野角(例えば、60度)の輝度値の値が低下し、視野角特性が劣化してしまうので、視野角0度の相対輝度値の変動許容範囲を設定する際の視野角0度の相対輝度値の設定値は、例えば、1.5乃至3.0とすることが好ましい。尚、これらの場合、表示装置を構成する発光素子10におけるアスペクト比の逆数AS-1[即ち、{(4S/π)1/2/H}]のばらつき許容範囲を最大0.2とする(最大0.2に設定する)ことが好ましい。また、アスペクト比の逆数{(4S/π)1/2/H}は、
0.8≦(4S/π)1/2/H≦1.6
を満足することが好ましい。
第1部材51を構成する材料の屈折率をn1、第2部材52を構成する材料の屈折率をn2(但し、n2<n1)とし、切頭錐形の切頭部の面積をS、切頭錐形の高さをH、Δn=n1−n2 としたとき、Δnをパラメータとして、第2部材52の対向面の傾斜角θと、{(4S/π)1/2/H}と、発光素子10から第1部材51を介して出射される光の視野角0度における相対輝度値との関係を求め、
[a]所望の{(4S/π)1/2/H}の値、及び、傾斜角θのばらつき許容範囲に基づき、視野角0度における相対輝度値の最大値及び最小値を求め、視野角0度における相対輝度値の最大値と最小値との差が最小となるように傾斜角θを求め、あるいは又、
[b]{(4S/π)1/2/H}のばらつき許容範囲、及び、傾斜角θのばらつき許容範囲に基づき、視野角0度における相対輝度値の最大値及び最小値を求め、視野角0度における相対輝度値の最大値と最小値との差が最小となるように傾斜角θを求める。
第1部材51を構成する材料の屈折率をn1、第2部材52を構成する材料の屈折率をn2(但し、n2<n1)とし、切頭錐形の切頭部の面積をS、切頭錐形の高さをH、Δn=n1−n2 としたとき、Δnをパラメータとして、第2部材52の対向面の傾斜角θと、{(4S/π)1/2/H}と、発光素子10から第1部材51を介して出射される光の視野角0度における相対輝度値との関係を求め、
[a]所望の{(4S/π)1/2/H}の値、及び、傾斜角θのばらつき許容範囲に基づき、視野角0度における相対輝度値の最大値及び最小値を求め、視野角0度における相対輝度値の最大値と最小値との差が最小となるように傾斜角θを求め、あるいは又、
[b]{(4S/π)1/2/H}のばらつき許容範囲、及び、傾斜角θのばらつき許容範囲に基づき、視野角0度における相対輝度値の最大値及び最小値を求め、視野角0度における相対輝度値の最大値と最小値との差が最小となるように傾斜角θを求め、
求められた傾斜角θを有する光反射層を製造する。
第1基板11上に層間絶縁層を形成し、層間絶縁層上に第1電極21を形成した後、
第1電極21及び層間絶縁層上に第2部材形成層を形成し、次いで、第1電極21上の第2部材形成層を選択的に除去することで、開口部25の斜面(対向面)が傾斜した第2部材52を得た後、
開口部25の底部に露出した第1電極21上から開口部25の斜面(対向面)に亙り、発光部24及び第2電極22を形成した後、
第2電極22上に第1部材51を形成する、
各工程に基づき製造することができる。
先ず、第1基板11上に、副画素毎にTFTを、周知の方法で作製する。TFTは、第1基板11上に形成されたゲート電極12、第1基板11及びゲート電極12上に形成されたゲート絶縁膜13、ゲート絶縁膜13上に形成された半導体層に設けられたソース/ドレイン領域14、並びに、ソース/ドレイン領域14の間であって、ゲート電極12の上方に位置する半導体層の部分が相当するチャネル形成領域15から構成されている。尚、図示した例にあっては、TFTをボトムゲート型としたが、トップゲート型であってもよい。TFTのゲート電極12は、走査回路(図示せず)に接続されている。次に、第1基板11上に、TFTを覆うように、SiO2から成る下層層間絶縁層16AをCVD法にて成膜した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、下層層間絶縁層16Aに開口16’を形成する(図15A参照)。
次いで、下層層間絶縁層16A上に、真空蒸着法とエッチング法との組合せに基づき、アルミニウムから成る配線17を形成する。尚、配線17は、開口16’内に設けられたコンタクトプラグ17Aを介して、TFTのソース/ドレイン領域14に電気的に接続されている。配線17は、信号供給回路(図示せず)に接続されている。そして、全面にSiO2から成る上層層間絶縁層16BをCVD法にて成膜する。次いで、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、上層層間絶縁層16B上に開口18’を形成する(図15B参照)。
その後、上層層間絶縁層16B上に、真空蒸着法とエッチング法との組合せに基づき、Al−Nd合金から成る第1電極21を形成する(図15C参照)。尚、第1電極21は、開口18’内に設けられたコンタクトプラグ18を介して、配線17に電気的に接続されている。
次いで、第2部材52を形成する。具体的には、全面に、第2部材形成層52Aを形成し、第2部材形成層52A上にレジスト材料層52Bを形成する。次いで、レジスト材料層52Bを露光、現像することで、レジスト材料層52Bに開口部52Cを形成する(図16A参照)。その後、RIE法に基づき、レジスト材料層52B及び第2部材形成層52Aをエッチングすることで、テーパー形状を第2部材形成層52Aに付与し(図16B参照)、最終的に、開口部25の斜面(側壁であり、対向面52’に該当する)が傾斜した第2部材52を得ることができる(図17参照)。開口部25は、切頭円錐形の形状を有する。尚、エッチング条件の制御によってテーパー形状を第2部材形成層52Aに付与することができる。但し、第2部材52の形成方法は、このような形成方法に限定されず、例えば、全面に、アクリル系樹脂あるいはポリイミド系樹脂から成る第2部材形成層を成膜した後、フォトリソグラフィ技術及びウェットエッチング技術に基づき図17に示す第2部材52を形成してもよい。
次に、開口部25の底部に露出した第1電極21の部分の上を含む第2部材52上に(即ち、全面に)、有機層23を形成する。尚、有機層23は、例えば、有機材料から成る正孔注入層及び正孔輸送層23B、発光層23A並びに電子輸送層23Cが順次積層されている。有機層23は、抵抗加熱に基づき、有機材料を真空蒸着することで得ることができる。
その後、表示領域の全面に第2電極22を形成する。第2電極22は、N×M個の有機EL素子を構成する有機層23の全面を覆っている。第2電極22は、第2部材52及び有機層23によって第1電極21とは絶縁されている。第2電極22は、有機層23に対して影響を及ぼすことのない程度に成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法である真空蒸着法に基づき形成されている。また、有機層23を大気に暴露することなく、有機層23の形成と同一の真空蒸着装置内において連続して第2電極22の形成を行うことで、大気中の水分や酸素による有機層23の劣化を防止することができる。具体的には、Mg−Ag(体積比10:1)の共蒸着膜を厚さ10nm成膜することで、第2電極22を得ることができる。
次いで、全面に(具体的には第2電極22上に)、第1部材51を形成することで、第1部材51及び第2部材52から成る光反射層50を得ることができる。こうして、アノードリフレクタ構造を得ることができる。第2電極22上に、直接、第1部材51を形成することで、第2電極22とリフレクタとの間に接着層等が存在することに起因した発光素子から出射された光の取出しロスが無い。
その後、光反射層50上に、窒化シリコン(Si1-yNy)から成る絶縁性の保護膜31を真空蒸着法に基づき形成する。尚、第1部材51と保護膜31を同時に形成し、第1部材51と保護膜31とが一体となった構造としてもよい。このような構造にあっては、開口部25の影響によって保護膜31の頂面に凹部が形成される場合があるが、上述したとおり|n3−n4|の値を規定することで、この凹部において発光素子10から出射された光が散乱されることを効果的に防止することができる。
次いで、カラーフィルター33が形成された第2基板34と、保護膜31が形成された第1基板11とを、封止材料層32を用いて接着する。最後に、外部回路との接続を行うことで、有機EL表示装置を完成させることができる。
先ず、第1部材51と相補的な形状を有するスタンパを準備する。具体的には、第1部材51と相補的な形状を有するスタンパ(雌型)60を、電鋳、エッチング、その他の切削加工等の公知技術を利用して形成する。
一方、支持基板上に樹脂材料を塗布する。具体的には、例えば、光透過性を有するガラス基板から成る支持基板61上に、紫外線硬化型の樹脂材料62を塗布(形成)する(図18A参照)。
そして、スタンパ60を用いて樹脂材料62を賦形した後、スタンパ60を取り除き、凸部64を有する樹脂材料層63を得る。具体的には、この樹脂材料62にスタンパ60を押し付けた状態で、支持基板61の側からエネルギー線(具体的には、紫外線)を照射することで樹脂材料62を硬化させ、樹脂材料層63を得た後(図18B参照)、スタンパ60を取り除く。こうして、凸部64を有する樹脂材料層63を得ることができる(図18C参照)。樹脂材料層63の凸部64が、第1部材51に相当する。
その後、樹脂材料層63の凸部64の頂部を平坦化し、次いで、樹脂材料層63の凸部64と凸部64との間を接着剤層65で埋め込む(図18D参照)。
次いで、支持基板(ガラス基板)61から樹脂材料層63を剥がし、発光素子等が形成された第1基板11に樹脂材料層63を載置し、即ち、接着剤層65が発光素子10からの光の出射を妨げないように接着剤層65を第2電極22の上に配置し、接着剤層65によって接着する。尚、第1基板11は、[工程−100]〜[工程−120]に引き続き、第1電極21及び上層層間絶縁層16B上において、有機層23の形成及び第2電極22の形成を[工程−140]〜[工程−150]と同様にして実行することで得ることができる。こうして、接着剤層65から成る第2部材52、及び、樹脂材料層63から成る第1部材51から構成された光反射層50を得ることができる。即ち、アノードリフレクタ構造を得ることができる。
その後、光反射層50上に絶縁性の保護膜31をプラズマCVD法に基づき形成する。そして、カラーフィルター33が形成された第2基板34と、保護膜31が形成された第1基板11とを、封止材料層32を用いて接着する。最後に、外部回路との接続を行うことで、有機EL表示装置を完成させることができる。尚、紫外線硬化型の樹脂材料62の代わりに、熱硬化型の樹脂材料や、熱可塑性樹脂を用いることもできる。
実数部 虚数部
n2-ave 1.48 0
n2 1.46 0
n2’ 1.54 0
n5−n3≧0.3
を満足することが好ましい。以上の点を除き、実施例4の有機EL表示装置は、実施例1〜実施例2の有機EL表示装置と同様の構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
[1]上層152Bの延在部で一部が覆われた開口部25の底部に露出した第1電極21上に、発光部(図示せず)が設けられている形態(図11A及び図11B参照)
[2]上層152Bの延在部で一部が覆われた開口部25の底部に露出した第1電極21上に、第1補助電極21Aが形成されており、第1補助電極21A上に発光部(図示せず)が形成されている形態(図12A及び図12B参照)
[3]上層152Bの延在部で一部が覆われた開口部25の底部に露出した第1電極21上から対向面52’に亙り、第1補助電極21Aが形成されており、第1補助電極21Aの一部の上に発光部(図示せず)が形成されている形態(図13A及び図13B参照)
のいずれかの形態とすることができる。第1補助電極21Aは、例えば、Al−Nd合金を含むアルミニウム合金、あるいは又、ITO、IZO、IGZO等、銀、金合金、アルミニウム合金や、これらとITOの積層から構成されている。尚、図11A、図12A、図13Aにおいては、露出した第1電極は開口部25の底面の中央部を占め、図11B、図12B、図13Bにおいては、露出した第1電極は開口部25の底面の中央部からずれた領域を占める。また、図10Bに示した上層152Bが下層152Aの頂面を覆っている構成と、第1補助電極21Aが形成された構成とを組み合わせてもよい。
[A01]《表示装置:第1の態様》
(A)第1電極、発光層を備えた有機層から構成された発光部、及び、第2電極が積層されて成る発光素子が、複数、形成された第1基板、並びに、
(B)第1基板と対向して配された第2基板、
を具備し、
第1基板は、更に、
各発光素子からの光を伝播して外部に出射する第1部材、及び、
第1部材と第1部材との間を占める第2部材、
から成る光反射層を備えており、
第1部材の形状は、切頭部が発光素子に対向した切頭錐形であり、
第1部材と対向する第2部材の対向面において、第1部材を伝播した光の一部が全反射され、
第2部材の対向面の傾斜角をθ(単位:度)、第1部材を構成する材料の屈折率をn1、第2部材を構成する材料の屈折率をn2(但し、n2<n1)としたとき、
75.2−54(n1−n2)≦θ≦81.0−20(n1−n2)
を満足する表示装置。
[A02]76.3−46(n1−n2)≦θ≦77.0−20(n1−n2)
を満足する[A01]に記載の表示装置。
[A03]表示装置を構成する発光素子における傾斜角θのばらつき許容範囲は最大4度である[A01]又は[A02]に記載の表示装置。
[A04]表示装置を構成する発光素子において、発光素子から第1部材を介して出射される光の視野角0度における相対輝度値の変動許容範囲は最大0.5である[A01]乃至[A03]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A05]発光素子から第1部材を介して出射される光の視野角0度における相対輝度値は、1.5以上、3.0以下である[A01]乃至[A04]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A06]切頭錐形の切頭部の面積をS、切頭錐形の高さをHとしたとき、表示装置を構成する発光素子における{(4S/π)1/2/H}のばらつき許容範囲は最大0.2である[A01]乃至[A05]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A07]0.1≦n1−n2≦0.4
を満足する[A01]乃至[A06]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A08]切頭錐形の切頭部の面積をS、切頭錐形の高さをHとしたとき、
0.8≦(4S/π)1/2/H≦1.6
を満足する[A01]乃至[A07]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A09]発光素子から出射し、切頭錐形の軸線と平行に第1部材から出射される光は、第1部材と対向する第2部材の対向面に衝突したとき、対向面で全反射される[A01]乃至[A08]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A10]発光素子と第1部材とは接している[A01]乃至[A09]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A11]各発光素子からの光は第2基板を介して外部に出射される[A01]乃至[A10]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A12]カラーフィルターを備えている[A11]に記載の表示装置。
[A13]第2部材には、光吸収層が設けられている[A01]乃至[A12]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A14]光吸収層は、第2部材の下部に設けられている[A13]に記載の表示装置。
[A15]光吸収層は、第2部材の中間部に設けられている[A13]に記載の表示装置。
[A16]光吸収層は、第2部材の頂部に設けられている[A13]に記載の表示装置。
[A17]光吸収層は、第2部材の全体を占めている[A13]に記載の表示装置。
[A18]第1部材は、Si1-xNx、ITO、IZO、TiO2、Nb2O5、臭素含有ポリマー、硫黄含有ポリマー、チタン含有ポリマー、又は、ジルコニウム含有ポリマーから成る[A01]乃至[A17]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A19]第2部材は、SiO2、MgF、LiF、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系ポリマー、又は、シリコーン系ポリマーから成る[A01]乃至[A18]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A20]第2部材は、有機材料から成る下層、及び、無機材料から成り、下層の少なくとも一部を覆う上層から構成されている[A01]乃至[A17]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A21]上層は下層の全面を覆っている[A20]に記載の表示装置。
[A22]上層は下層の頂面を覆っている[A20]に記載の表示装置。
[A23]第2部材には開口部が設けられており、開口部の斜面が対向面に該当し、開口部の底面に発光部が設けられている[A20]乃至[A22]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A24]第2部材には開口部が設けられており、開口部の斜面が対向面に該当し、第2部材を構成する上層は、開口部の底面の一部にまで延びており、
上層の延在部で一部が覆われた開口部の底部に露出した第1電極上に、発光部が設けられている[A20]又は[A21]に記載の表示装置。
[A25]第2部材には開口部が設けられており、開口部の斜面が対向面に該当し、第2部材を構成する上層は、開口部の底面の一部にまで延びており、
上層の延在部で一部が覆われた開口部の底部に露出した第1電極上に、第1補助電極が形成されており、第1補助電極上に発光部が形成されている[A20]又は[A21]に記載の表示装置。
[A26]第2部材には開口部が設けられており、開口部の斜面が対向面に該当し、第2部材を構成する上層は、開口部の底面の一部にまで延びており、
上層の延在部で一部が覆われた開口部の底部に露出した第1電極上から対向面に亙り、第1補助電極が形成されており、第1補助電極の一部の上に発光部が形成されている[A20]又は[A21]に記載の表示装置。
[A27]第1部材及び第2部材の上に保護膜及び封止材料層が更に備えられており、
保護膜を構成する材料の屈折率をn3、封止材料層を構成する材料の屈折率をn4としたとき、
|n3−n4|≦0.3
を満足する[A01]乃至[A26]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A28]第1部材と対向する第2部材の対向面において、第1部材を伝播した光の残部は第2部材に侵入する[A01]乃至[A27]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A29]1つの発光素子によって1つの画素が構成されている[A01]乃至[A28]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A30]複数の発光素子が集合して1つの画素が構成されている[A01]乃至[A28]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B01]《表示装置:第2の態様》
(A)第1電極、発光層を備えた有機層から構成された発光部、及び、第2電極が積層されて成る発光素子が、複数、形成された第1基板、並びに、
(B)第1基板と対向して配された第2基板、
を具備し、
第1基板は、更に、
各発光素子からの光を伝播して外部に出射する第1部材、及び、
第1部材と第1部材との間を占める第2部材、
から成る光反射層を備えており、
第1部材の形状は、切頭部が発光素子に対向した切頭錐形であり、
第1部材と対向する第2部材の対向面において、第1部材を伝播した光の一部が全反射され、
第1部材を構成する材料の屈折率をn1、第2部材を構成する材料の屈折率をn2(但し、n2<n1)としたとき、屈折率n1の値、屈折率n2の値、及び、第2部材の対向面の傾斜角θのばらつき許容範囲に基づき、第2部材の対向面の傾斜角θが決定される表示装置。
[B02]表示装置を構成する発光素子における傾斜角θのばらつき許容範囲は最大4度である[B01]に記載の表示装置。
[B03]表示装置を構成する発光素子において、発光素子から第1部材を介して出射される光の視野角0度における相対輝度値の変動許容範囲は最大0.5である[B01]又は[B02]に記載の表示装置。
[B04]発光素子から第1部材を介して出射される光の視野角0度における相対輝度値は、1.5以上、3.0以下である[B01]乃至[B03]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B05]切頭錐形の切頭部の面積をS、切頭錐形の高さをHとしたとき、表示装置を構成する発光素子における{(4S/π)1/2/H}のばらつき許容範囲は最大0.2である[B01]乃至[B04]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B06]0.1≦n1−n2≦0.4
を満足する[B01]乃至[B05]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B07]切頭錐形の切頭部の面積をS、切頭錐形の高さをHとしたとき、
0.8≦(4S/π)1/2/H≦1.6
を満足する[B01]乃至[B06]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B08]発光素子から出射し、切頭錐形の軸線と平行に第1部材から出射される光は、第1部材と対向する第2部材の対向面に衝突したとき、対向面で全反射される[B01]乃至[B07]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B09]発光素子と第1部材とは接している[B01]乃至[B08]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B10]各発光素子からの光は第2基板を介して外部に出射される[B01]乃至[B09]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B11]カラーフィルターを備えている[B10]に記載の表示装置。
[B12]第2部材には、光吸収層が設けられている[B01]乃至[B11]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B13]光吸収層は、第2部材の下部に設けられている[B12]に記載の表示装置。
[B14]光吸収層は、第2部材の中間部に設けられている[B12]に記載の表示装置。
[B15]光吸収層は、第2部材の頂部に設けられている[B12]に記載の表示装置。
[B16]光吸収層は、第2部材の全体を占めている[B12]に記載の表示装置。
[B17]第1部材は、Si1-xNx、ITO、IZO、TiO2、Nb2O5、臭素含有ポリマー、硫黄含有ポリマー、チタン含有ポリマー、又は、ジルコニウム含有ポリマーから成る[B01]乃至[B16]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B18]第2部材は、SiO2、MgF、LiF、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系ポリマー、又は、シリコーン系ポリマーから成る[B01]乃至[B17]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B19]第2部材は、有機材料から成る下層、及び、無機材料から成り、下層の少なくとも一部を覆う上層から構成されている[B01]乃至[B16]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B20]上層は下層の全面を覆っている[B19]に記載の表示装置。
[B21]上層は下層の頂面を覆っている[B19]に記載の表示装置。
[B22]第2部材には開口部が設けられており、開口部の斜面が対向面に該当し、開口部の底面に発光部が設けられている[B19]乃至[B21]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B23]第2部材には開口部が設けられており、開口部の斜面が対向面に該当し、第2部材を構成する上層は、開口部の底面の一部にまで延びており、
上層の延在部で一部が覆われた開口部の底部に露出した第1電極上に、発光部が設けられている[B19]又は[B20]に記載の表示装置。
[B24]第2部材には開口部が設けられており、開口部の斜面が対向面に該当し、第2部材を構成する上層は、開口部の底面の一部にまで延びており、
上層の延在部で一部が覆われた開口部の底部に露出した第1電極上に、第1補助電極が形成されており、第1補助電極上に発光部が形成されている[B19]又は[B20]に記載の表示装置。
[B25]第2部材には開口部が設けられており、開口部の斜面が対向面に該当し、第2部材を構成する上層は、開口部の底面の一部にまで延びており、
上層の延在部で一部が覆われた開口部の底部に露出した第1電極上から対向面に亙り、第1補助電極が形成されており、第1補助電極の一部の上に発光部が形成されている[B19]又は[B20]に記載の表示装置。
[B26]第1部材及び第2部材の上に保護膜及び封止材料層が更に備えられており、
保護膜を構成する材料の屈折率をn3、封止材料層を構成する材料の屈折率をn4としたとき、
|n3−n4|≦0.3
を満足する[B01]乃至[B25]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B27]第1部材と対向する第2部材の対向面において、第1部材を伝播した光の残部は第2部材に侵入する[B01]乃至[B26]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B28]1つの発光素子によって1つの画素が構成されている[B01]乃至[B27]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B29]複数の発光素子が集合して1つの画素が構成されている[B01]乃至[B27]のいずれか1項に記載の表示装置。
[C01](A)第1電極、発光層を備えた有機層から構成された発光部、及び、第2電極が積層されて成る発光素子が、複数、形成された第1基板、並びに、
(B)第1基板と対向して配された第2基板、
を具備し、
第1基板は、更に、
各発光素子からの光を伝播して外部に出射する第1部材、及び、
第1部材と第1部材との間を占める第2部材、
から成る光反射層を備えており、
第1部材の形状は、切頭部が発光素子に対向した切頭錐形であり、
第1部材と対向する第2部材の対向面において、第1部材を伝播した光の一部が全反射され、
第2部材は、有機材料から成る下層、及び、無機材料から成り、下層の少なくとも一部を覆う上層から構成されている表示装置。
[C02]上層は下層の全面を覆っている[C01]に記載の表示装置。
[C03]上層は下層の頂面を覆っている[C01]に記載の表示装置。
[C04]第2部材には開口部が設けられており、開口部の斜面が対向面に該当し、開口部の底面に発光部が設けられている[C01]乃至[C03]のいずれか1項に記載の表示装置。
[C05]第2部材には開口部が設けられており、開口部の斜面が対向面に該当し、第2部材を構成する上層は、開口部の底面の一部にまで延びており、
上層の延在部で一部が覆われた開口部の底部に露出した第1電極上に、発光部が設けられている[C01]又は[C02]に記載の表示装置。
[C06]第2部材には開口部が設けられており、開口部の斜面が対向面に該当し、第2部材を構成する上層は、開口部の底面の一部にまで延びており、
上層の延在部で一部が覆われた開口部の底部に露出した第1電極上に、第1補助電極が形成されており、第1補助電極上に発光部が形成されている[C01]又は[C02]に記載の表示装置。
[C07]第2部材には開口部が設けられており、開口部の斜面が対向面に該当し、第2部材を構成する上層は、開口部の底面の一部にまで延びており、
上層の延在部で一部が覆われた開口部の底部に露出した第1電極上から対向面に亙り、第1補助電極が形成されており、第1補助電極の一部の上に発光部が形成されている[C01]又は[C02]に記載の表示装置。
[D01]《表示装置の製造方法》
(A)第1電極、発光層を備えた有機層から構成された発光部、及び、第2電極が積層されて成る発光素子が、複数、形成された第1基板、並びに、
(B)第1基板と対向して配された第2基板、
を具備し、
第1基板は、更に、
各発光素子からの光を伝播して外部に出射する第1部材、及び、
第1部材と第1部材との間を占める第2部材、
から成る光反射層を備えており、
第1部材の形状は、切頭部が発光素子に対向した切頭錐形であり、
第1部材と対向する第2部材の対向面において、第1部材を伝播した光の一部が全反射される表示装置の製造方法であって、
第1部材を構成する材料の屈折率をn1、第2部材を構成する材料の屈折率をn2(但し、n2<n1)とし、切頭錐形の切頭部の面積をS、切頭錐形の高さをH、Δn=n1−n2 としたとき、Δnをパラメータとして、第2部材の対向面の傾斜角θと、{(4S/π)1/2/H}と、発光素子から第1部材を介して出射される光の視野角0度における相対輝度値との関係を求め、
所望の{(4S/π)1/2/H}の値、及び、傾斜角θのばらつき許容範囲に基づき、視野角0度における相対輝度値の最大値及び最小値を求め、視野角0度における相対輝度値の最大値と最小値との差が最小となるように傾斜角θを求め、
求められた傾斜角θを有する光反射層を製造する表示装置の製造方法。
[D02]所望の{(4S/π)1/2/H}の値の代わりに、{(4S/π)1/2/H}のばらつき許容範囲に基づき、視野角0度における相対輝度値の最大値及び最小値を求める[D01]に記載の表示装置の製造方法。
[D03]《表示装置の設計方法》
(A)第1電極、発光層を備えた有機層から構成された発光部、及び、第2電極が積層されて成る発光素子が、複数、形成された第1基板、並びに、
(B)第1基板と対向して配された第2基板、
を具備し、
第1基板は、更に、
各発光素子からの光を伝播して外部に出射する第1部材、及び、
第1部材と第1部材との間を占める第2部材、
から成る光反射層を備えており、
第1部材の形状は、切頭部が発光素子に対向した切頭錐形であり、
第1部材と対向する第2部材の対向面において、第1部材を伝播した光の一部が全反射される表示装置の設計方法であって、
第1部材を構成する材料の屈折率をn1、第2部材を構成する材料の屈折率をn2(但し、n2<n1)とし、切頭錐形の切頭部の面積をS、切頭錐形の高さをH、Δn=n1−n2 としたとき、Δnをパラメータとして、第2部材の対向面の傾斜角θと、{(4S/π)1/2/H}と、発光素子から第1部材を介して出射される光の視野角0度における相対輝度値との関係を求め、
所望の{(4S/π)1/2/H}の値、及び、傾斜角θのばらつき許容範囲に基づき、視野角0度における相対輝度値の最大値及び最小値を求め、視野角0度における相対輝度値の最大値と最小値との差が最小となるように傾斜角θを求める表示装置の設計方法。
[D04]所望の{(4S/π)1/2/H}の値の代わりに、{(4S/π)1/2/H}のばらつき許容範囲に基づき、視野角0度における相対輝度値の最大値及び最小値を求める[D03]に記載の表示装置の設計方法。
Claims (13)
- (A)第1電極、発光層を備えた有機層から構成された発光部、及び、第2電極が積層されて成る発光素子が、複数、形成された第1基板、並びに、
(B)第1基板と対向して配された第2基板、
を具備し、
第1基板は、更に、
各発光素子からの光を伝播して外部に出射する第1部材、及び、
第1部材と第1部材との間を占める第2部材、
から成る光反射層を備えており、
第1部材の形状は、切頭部が発光素子に対向した切頭錐形であり、
第1部材と対向する第2部材の対向面において、第1部材を伝播した光の一部が全反射され、
第1部材を構成する材料の屈折率をn 1 、第2部材を構成する材料の屈折率をn 2 (但し、n 2 <n 1 )とし、切頭錐形の切頭部の面積をS、切頭錐形の高さをH、Δn=n 1 −n 2 としたとき、Δnをパラメータとして、第2部材の対向面の傾斜角θと、{(4S/π) 1/2 /H}と、発光素子から第1部材を介して出射される光の視野角0度における相対輝度値との関係を求め、
所望の{(4S/π) 1/2 /H}の値、及び、傾斜角θのばらつき許容範囲に基づき、視野角0度における相対輝度値の最大値及び最小値を求め、視野角0度における相対輝度値の最大値と最小値との差が最小となるように傾斜角θが決定される表示装置。 - 表示装置を構成する発光素子における傾斜角θのばらつき許容範囲は最大4度である請求項1に記載の表示装置。
- 表示装置を構成する発光素子において、発光素子から第1部材を介して出射される光の視野角0度における相対輝度値の変動許容範囲は最大0.5である請求項1に記載の表示装置。
- 発光素子から第1部材を介して出射される光の視野角0度における相対輝度値は、1.5以上、3.0以下である請求項1に記載の表示装置。
- 切頭錐形の切頭部の面積をS、切頭錐形の高さをHとしたとき、表示装置を構成する発光素子における{(4S/π) 1/2 /H}のばらつき許容範囲は最大0.2である請求項1に記載の表示装置。
- 前記n 1 、n 2 は、
0.1≦n 1 −n 2 ≦0.25
を満足する請求項1に記載の表示装置。 - 切頭錐形の切頭部の面積をS、切頭錐形の高さをHとしたとき、
0.8≦(4S/π) 1/2 /H≦1.6
を満足する請求項1に記載の表示装置。 - 発光素子から出射し、切頭錐形の軸線と平行に第1部材から出射される光は、第1部材と対向する第2部材の対向面に衝突したとき、対向面で全反射される請求項1に記載の表示装置。
- 発光素子と第1部材とは接している請求項1に記載の表示装置。
- 各発光素子からの光は第2基板を介して外部に出射される請求項1に記載の表示装置。
- 前記第2部材は、光吸収層を含む請求項1に記載の表示装置。
- (A)第1電極、発光層を備えた有機層から構成された発光部、及び、第2電極が積層されて成る発光素子が、複数、形成された第1基板、並びに、
(B)第1基板と対向して配された第2基板、
を具備し、
第1基板は、更に、
各発光素子からの光を伝播して外部に出射する第1部材、及び、
第1部材と第1部材との間を占める第2部材、
から成る光反射層を備えており、
第1部材の形状は、切頭部が発光素子に対向した切頭錐形であり、
第1部材と対向する第2部材の対向面において、第1部材を伝播した光の一部が全反射される表示装置の製造方法であって、
第1部材を構成する材料の屈折率をn1、第2部材を構成する材料の屈折率をn2(但し、n2<n1)とし、切頭錐形の切頭部の面積をS、切頭錐形の高さをH、Δn=n1−n2としたとき、Δnをパラメータとして、第2部材の対向面の傾斜角θと、{(4S/π)1/2/H}と、発光素子から第1部材を介して出射される光の視野角0度における相対輝度値との関係を求め、
所望の{(4S/π)1/2/H}の値、及び、傾斜角θのばらつき許容範囲に基づき、視野角0度における相対輝度値の最大値及び最小値を求め、視野角0度における相対輝度値の最大値と最小値との差が最小となるように傾斜角θを求め、
求められた傾斜角θを有する光反射層を製造する表示装置の製造方法。 - (A)第1電極、発光層を備えた有機層から構成された発光部、及び、第2電極が積層されて成る発光素子が、複数、形成された第1基板、並びに、
(B)第1基板と対向して配された第2基板、
を具備し、
第1基板は、更に、
各発光素子からの光を伝播して外部に出射する第1部材、及び、
第1部材と第1部材との間を占める第2部材、
から成る光反射層を備えており、
第1部材の形状は、切頭部が発光素子に対向した切頭錐形であり、
第1部材と対向する第2部材の対向面において、第1部材を伝播した光の一部が全反射される表示装置の設計方法であって、
第1部材を構成する材料の屈折率をn1、第2部材を構成する材料の屈折率をn2(但し、n2<n1)とし、切頭錐形の切頭部の面積をS、切頭錐形の高さをH、Δn=n1−n2としたとき、Δnをパラメータとして、第2部材の対向面の傾斜角θと、{(4S/π)1/2/H}と、発光素子から第1部材を介して出射される光の視野角0度における相対輝度値との関係を求め、
所望の{(4S/π)1/2/H}の値、及び、傾斜角θのばらつき許容範囲に基づき、視野角0度における相対輝度値の最大値及び最小値を求め、視野角0度における相対輝度値の最大値と最小値との差が最小となるように傾斜角θを求める表示装置の設計方法。
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